KR101832195B1

KR101832195B1 - 클러치 특성 곡선 조정 방법

Info

Publication number: KR101832195B1
Application number: KR1020170058809A
Authority: KR
Inventors: 서현덕
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2018-02-26
Also published as: CN110612402B; US11125283B2; EP3622192B1; US20200063808A1; WO2018206576A1; EP3622192A1; CN110612402A

Abstract

본 발명은 클러치 특성 곡선 조정 방법에 관한 것으로, 클러치 특성 곡선 조정을 위한 토크-스트로크 학습값을 획득하는 단계, 클러치 특성 곡선의 각 제어지점별 수렴값을 산출하는 단계, 각 제어지점별로 수렴값과 특성 곡선값의 차이값을 산출하는 단계 및 산출된 차이값 중 최대값이 미리 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계를 포함 것을 특징으로 한다.

Description

클러치 특성 곡선 조정 방법{METHOD OF ADJUSTMENT OF CLUTCH CHARACTERISTIC CURVE}

본 발명은 클러치 특성 곡선 조정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 학습을 통해 클러치 특성 곡선을 조정하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 사용되는 클러치는 액츄에이터에 의해 제어된다. 이러한 액츄에이터의 제어는 미리 설정된 특성 곡선을 기초로 수행되며, 통상적으로, 액츄에이터의 스트로크에 대한 클러치의 토크 사이의 관계를 나타내는 T-S커브에 의해 액츄에이터를 제어하도록 한다.

이러한 클러치는 구성요소들의 단품 공차와 내구 진행에 따른 마모도, 고온에 의한 열변형 및 디스크의 마찰계수 변화 등 수많은 인자에 따라 그 토크 특성이 변화하게 된다.

그런데, 클러치의 제어 시에 특성 변화를 제대로 반영하지 못하여 액츄에이터를 제어하면, 과도한 슬립이 발생하거나, 충격을 유발하기 때문에, 액츄에이터 스트로크에 따른 클러치의 특성을 정확히 파악하여 액츄에이터의 제어에 사용하도록 하는 기술이 필요하다.

이에 따라 T-S커브를 학습에 의해 보정함으로써, 클러치의 현재 상태를 반영할 수 있도록 하는 제어 방식이 사용되고 있다.

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0007783호(2010.01.22.)에 개시되어 있다.

본 발명은 클러치 특성 곡선 변화 시 변화율을 제한하여 과도 응답을 억제하는 클러치 특성 곡선 조정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법은 클러치 특성 곡선 조정을 위한 토크-스트로크 학습값을 획득하는 단계; 상기 클러치 특성 곡선의 각 제어지점별 수렴값을 산출하는 단계; 상기 각 제어지점별로 수렴값과 특성 곡선값의 차이값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 차이값 중 최대값이 미리 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계는, 상기 산출된 차이값 중 최대값이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우에, 미리 설정된 스텝 사이즈에 기초하여 상기 각 제어지점별로 새로운 특성 곡선값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 각 제어지점별로 새로운 특성 곡선값을 산출하는 단계는, 각 제어지점별로, 상기 차이값이 최대값인 제어지점의 변화값에 대한 해당 제어지점의 변화값의 비율에 상기 스텝 사이즈를 곱한값에 기초하여 새로운 특성 곡선값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 각 제어지점별로 새로운 특성 곡선값을 산출하는 단계는, 다음의 수학식 1을 이용하여 새로운 특성 곡선값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계는, 상기 산출된 차이값 중 최대값이 미리 설정된 기준치를 초과하지 않는 경우에, 각 제어지점별 수렴값을 새로운 특성 곡선값으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법은 상기 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계 이후, 상기 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값에 기초하여 상기 클러치 특성 곡선을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법은 클러치 특성 곡선을 변동시키는 과정에서 곡선의 전체적인 형상을 최대한으로 유지시키면서 특성 곡선을 최종값으로 수렴시킴으로써, 클러치 제어에 있어서 과도한 응답 변화를 억제할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 특성 곡선을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법에서의 학습값과 수렴값을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법에서의 클러치 특성 곡선 갱신 방식을 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 특성 곡선을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법에서의 학습값과 수렴값을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법에서의 클러치 특성 곡선 갱신 방식을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 클러치 특성 곡선은 T-S커브(토크-스트로크 커브)일 수 있다. 여기서 X축은 스트로크를 Y축은 토크를 나타낸다.

클러치의 제어는 T-S커브를 이용하여 수행되며, 예를 들어, T-S커브에 따라 목표 토크에 대응되는 목표 스트로크를 결정하는 방식으로 클러치의 제어가 수행될 수 있다. 다만 T-S커브를 이용하여 클러치를 제어하는 방법은 이미 널리 알려진 기술에 해당하므로, 본 발명에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.

한편 본 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법은 제어부로 지칭될 수 있는, 차량에 탑재된 ECU(electronic control unit), 프로세서 등과 같은 구성에 의해 수행될 수 있다.

도 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법의 제어 흐름을 자세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 2에 도시된 것과 같이, 토크-스트로크 학습값을 획득하는 단계(S100) 및 각 제어지점별 수렴값을 산출하는 단계(S110)가 수행된다.

일반적으로 사용되고 있는 T-S커브 학습의 경우, 커브 전체 지점에 대한 학습을 수행하는 것이 아니라, 미리 설정된 특정 지점들에 대한 학습만을 수행하는 방식으로 이루어진다.

예를 들어, 도 1에 도시된 T-S커브의 경우 11개의 지점에 대한 학습이 가능할 수 있다. 이때 토크값을 기준으로 스트로크값을 변경하는 방식과 스트로크값을 기준으로 토크값을 변경하는 방식이 사용될 수 있으나, 토크값을 기준으로 스트로크값을 변경하는 방식을 사용하는 것이 일반적이다. 또한 11개의 지점 모두에 대한 학습이 이루어질 수 있으나, 그 중 특정 지점들에 대한 학습만이 수행되도록 할 수도 있으며, 본 발명에서는 학습이 수행되는 지점을 제어지점이라고 지칭하기로 한다.

한편 도 3에서 볼 수 있듯이, 토크-스트로크 학습값은 클러치의 실제 제어에 따라 획득되는 값으로, 미리 설정된 제어지점에 대해 획득되는 것이 아니기 때문에, 이러한 학습값을 통해 각 제어지점이 이동될 지점을 산출하여야 한다.

예를 들어, T-S커브를 조정하여 학습값이 새로운 T-S커버상에 위치하도록 제어지점을 이동하는 방식 등이 사용될 수 있다.

다만 획득되는 학습값에 따라 제어지점을 이동하는 방법에는 다양한 방법이 이미 제시되어 있으므로, 본 발명에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 하며, 예를 들어 고토크 영역과 저토크 영역을 구분하여 보간을 수행하는 방법, 전체 영역에 대한 스플라인 보간(Spline Interpolation)을 수행하는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.

본 발명에서는 이와 같이, 획득되는 학습값에 따라 제어지점이 이동해야할 지점을 수렴값이라고 지칭하기로 한다.

한편 다시 도 2로 회귀하여, 상기 단계(S110) 이후, 각 제어지점별 수렴값과 특성 곡선값의 차이값을 산출하는 단계(S120)가 수행된다.

즉, 상술한 것과 같이 획득되는 학습값에 따라 무조건적으로 제어지점을 이동시킨다면, 특이값이라고 볼 수 있는 학습값이 획득되는 경우에는 T-S커브에 오류가 발생할 수 있고, T-S커브의 형상에 왜곡이 발생할 수 있으며, 운전자가 제어 이질감을 느낄 수 있다.

따라서 본 실시예에서는 클러치 특성 곡선 변화 시 변화율을 제한하여 과도 응답을 억제할 수 있도록, 각 제어지점별 수렴값과 특성 곡선값의 차이값을 산출한다.

이어서, 산출된 차이값 중 최대값이 기준치를 초과한다면(S130), 미리 설정된 스텝 사이즈에 기초하여 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 산출하는 단계(S140)가 수행된다.

즉, 수렴값과 특성 곡선값의 차이값이 미리 설정된 기준치를 넘는 지점이 존재하는 경우에, 미리 설정된 스텝 사이즈에 기초하여 상기 각 제어지점별로 새로운 특성 곡선값을 산출함으로써, 특성 곡선의 과도한 변화를 억제할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 각 제어지점별로, 수렴값과 특성 곡선값의 차이값이 최대값인 제어지점의 변화값에 대한 해당 제어지점의 변화값의 비율에 스텝 사이즈를 곱한값에 기초하여 새로운 특성 곡선값을 산출할 수 있다. 여기서 변화값은 수렴값에서 특성 곡선값을 차감한 값을 의미한다.

즉, 수렴값과 특성 곡선값의 차이값이 최대값인 제어지점의 변화에 대응하는 비율로 각 제어지점을 이동시킴으로써, 특성 곡선의 기존 형상을 최대한으로 유지하면서 그 값을 조정할 수 있게 된다.

이때 새로운 특성 곡선값은 다음의 수학식 1을 이용하여 산출될 수 있다.

(여기서, Pos_crv[k]는 k번째 제어지점의 새로운 특성 곡선값을, Pos_crv/old[k]는 k번째 제어지점의 특성 곡선값을, Pos_clc[k]는 k번째 제어지점의 수렴값을, Posftr/step은 스텝 사이즈를, △Pos_ftr[k]는 k번째 제어지점의 변화값을, △Pos_ftr/max는 수렴값과 특성 곡선값의 차이값이 최대값인 제어지점의 변화값을 의미한다.)

한편 상기 단계(S130) 및 단계(S140)에서 기준치 및 스텝 사이즈는 미리 설정된 값으로 차량의 사양, 클러치의 사양, 사용자의 설계 의도 등에 따라 다양한 값으로 설계될 수 있다.

이와 같은 기존의 특성 곡선값과, 수렴값 및 새로운 특성 곡선값의 계산은 도 4에 도시된 것과 같이 수행될 수 있으며, 도 4에서 볼 수 있듯이 특성 곡선의 형상이 최대한으로 유지될 수 있다.

한편, 상기 단계(S130)에서 산출된 차이값 중 최대값이 기준치를 초과하지 않는다면, 각 제어지점별로 수렴값을 새로운 특성 곡선값으로 결정하는 단계(S150)가 수행된다.

즉, 제어지점을 수렴값으로 이동시키더라도 그 변화가 크지 않은 것으로 판단되는 경우에는 수렴값을 새로운 특성 곡선값으로 그대로 사용할 수 있다.

상기 단계(S140) 또는 단계(S150) 이후, 새로운 특성 곡선값을 이용하여 특성 곡선을 업데이트하는 단계(S160)가 수행된다. 즉, 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값이 확정되면, 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값에 기초하여 클러치 특성 곡선을 갱신할 수 있으며, 예를 들어 스플라인 보간을 수행하여 특선 곡선의 갱신이 수행될 수 있다.

다만, 특성 곡선을 갱신하는 방법은 이에 한정되는 것이 아니므로, 다양한 보간 방식 등이 채용될 수 있으며, 특성 곡선 그 자체를 갱신하는 것이 아니라, 각 제어지점별 특성 곡선값만을 사용하도록 시스템을 구성하는 변형 또한 가능할 것이다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 클러치 특성 곡선 조정 방법은 클러치 특성 곡선을 변동시키는 과정에서 곡선의 전체적인 형상을 최대한으로 유지시키면서 특성 곡선을 최종값으로 수렴시킴으로써, 클러치 제어에 있어서 과도한 응답 변화를 억제할 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims

클러치 특성 곡선 조정을 위한 토크-스트로크 학습값을 획득하는 단계;
상기 클러치 특성 곡선의 각 제어지점별 수렴값을 산출하는 단계;
상기 각 제어지점별로 수렴값과 특성 곡선값의 차이값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 차이값 중 최대값이 미리 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계는,
상기 산출된 차이값 중 최대값이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우에, 미리 설정된 스텝 사이즈에 기초하여 상기 각 제어지점별로 새로운 특성 곡선값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 특성 곡선 조정 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 각 제어지점별로 새로운 특성 곡선값을 산출하는 단계는, 각 제어지점별로, 상기 차이값이 최대값인 제어지점의 변화값에 대한 해당 제어지점의 변화값의 비율에 상기 스텝 사이즈를 곱한값에 기초하여 새로운 특성 곡선값을 산출하는 것을 특징으로 하는 클러치 특성 곡선 조정 방법.
제3항에 있어서,
상기 각 제어지점별로 새로운 특성 곡선값을 산출하는 단계는, 다음의 수학식 1을 이용하여 새로운 특성 곡선값을 산출하는 것을 특징으로 하는 클러치 특성 곡선 조정 방법.
(수학식 1)

(여기서, Pos_crv[k]는 k번째 제어지점의 새로운 특성 곡선값을, Pos_crv/old[k]는 k번째 제어지점의 특성 곡선값을, Pos_clc[k]는 k번째 제어지점의 수렴값을, Posftr/step은 스텝 사이즈를, △Pos_ftr[k]는 k번째 제어지점의 변화값을, △Pos_ftr/max는 수렴값과 특성 곡선값의 차이값이 최대값인 제어지점의 변화값을 의미한다.)
제1항에 있어서,
상기 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계는,
상기 산출된 차이값 중 최대값이 미리 설정된 기준치를 초과하지 않는 경우에, 각 제어지점별 수렴값을 새로운 특성 곡선값으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 특성 곡선 조정 방법.
제1항에 있어서,
상기 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값을 결정하는 단계 이후,
상기 각 제어지점의 새로운 특성 곡선값에 기초하여 상기 클러치 특성 곡선을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 특성 곡선 조정 방법.